逆变器二次谐波

电力系统中谐波是什么呢

供电系统中的谐波问题及解决方案

在供电系统中，谐波电流的出现已有多年历史，最初由电气化铁路和工业中的直流调速传动装置产生，这些装置将交流转换为直流电时，会释放出水银整流器产生的谐波电流。近年来，随着产生谐波的设备类型和数量激增，我们必须审慎考虑谐波及其不良影响，并努力减少这些影响。

谐波的产生涉及非线性负荷。在实际供电系统中，由于存在非线性负荷，电流流过与所加电压非线性关系的设备时，形成非正弦电流。任何周期性波形均可分解为基频正弦波和其整倍数频率的正弦波，即谐波。例如，基频为50Hz时，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。电流波形可能由二次谐波、三次谐波等组成，直至第三十次谐波。

产生谐波的设备包括：开关模式电源（SMPS）、电子荧光灯镇流器、调速传动装置、不间断电源（UPS）、磁性铁芯设备及某些家用电器如电视机等。

开关模式电源（SMPS）在现代电子设备中广泛使用。与传统的降压器和整流器相比，SMPS通过直接使用电源经可控制的整流器件给储能电容器充电，并以适合输出电压和电流的方式输出所需的直流电流。然而，设备使用脉冲电流而非连续电流，这包含了大量的三次及高次谐波。

电子荧光灯镇流器在工作于高频时提高了灯管效率，但其逆变器在电源电流中产生谐波和电气噪声。通过使用带有功率因数校正的型号产品可减少谐波，但成本较高。

直流调速传动装置采用三相桥式整流电路，输出直流电流中存在300Hz的脉动波，改变供电电流波形。不间断电源（UPS）根据能量变换方式和外部供电到内部供电的转换方式不同，有多种类型。主要类型包括在线、离线和线路交互作用UPS。由UPS供电的负荷多为电子设备，非线性且含有大量低次谐波。

磁芯器件上的励磁电流和磁通密度之间关系的非线性导致磁化过程中的高次谐波。在串联电阻较大时，电流为正弦波，磁场中的高次谐波被认为是强迫磁化；在串联电阻较小时，磁通密度为正弦波，电流波形则含高次谐波，这被认为是自由磁化。

谐波电流在电源系统内和装置内均引发问题，解决措施需分别对待。谐波在装置内的问题包括电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器误动作等。解决方法包括将产生谐波的负荷与敏感负荷供电线路分离，使用Dyn接线的变压器，以及采用能检测电流均方根值的断路器。

为减少供电电源的谐波问题，可采用装用谐波滤波器、隔离变压器和有源谐波调节器等方法。谐波滤波器可降低由电动机控制器产生的谐波电流。隔离变压器则削弱均衡的三次谐波电流返回电源的问题。有源谐波调节器主动注入电流以精确补偿负荷产生的谐波电流，实现纯粹的正弦波输出。

光伏逆变器中带变压器和不带变压器的有何区别？

1. 光伏逆变器中的变压器主要功能是提升电压，确保发出的电能直接并网至低压电网。对于单相逆变器，变压器将电压提升至约230V，略高于标准单相市电；而三相逆变器的电压提升至约400V，同样略高于标准三相市电。

2. 变压器除了升压，还具有隔离作用。逆变器使用IGBT功率器件进行电能转换，这一过程可能会产生3次及3的倍数次谐波，这些谐波可能对电网造成污染。加入隔离变压器（一次侧采用三角形接法，二次侧采用星型接法）有助于有效滤除这些谐波。

3. 隔离变压器为逆变器提供了额外的安全保障。在电网出现异常情况时，隔离变压器能够保护逆变器的关键元件不受损害。

4. 包含变压器的逆变器在成本上通常更高，重量也更重，这可能会导致整体效率略有下降。

什么是谐波？

供电系统中的谐波问题是一个长期存在的现象，尤其随着非线性负荷设备的增多，谐波电流的产生和影响日益显著。理想的供电系统应包含只有线性元件的简单电路，电流和电压呈正弦波形。然而，实际中，非线性负荷如SMPS、电子镇流器、调速装置、UPS和磁性设备等，会在电流中引入非正弦波，形成二次、三次乃至更高次谐波，这些谐波会扭曲电流波形，导致电压畸变等问题。

各类设备如开关模式电源因其控制方式产生大量三次和高次谐波。电子镇流器虽提高灯管效率，但其逆变器会引入谐波和噪声。直流调速装置和UPS因电路设计，会在直流输出中产生300Hz的脉动，形成谐波。磁芯器件的励磁过程也产生非线性关系，导致高次谐波。

谐波带来的问题包括电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热和断路器误动作等。解决方法包括对产生谐波的设备进行供电线路分离、使用专门设计的变压器和滤波器，以及采用有源谐波调节器等技术来降低谐波影响。

同时，相关法规强调用户需采取措施消除因谐波导致的供电问题。通过安装滤波器、隔离变压器和有源谐波调节器，可在一定程度上减小谐波对电网的影响，确保供电的稳定和可靠性。

pwm逆变电路的常用控制方法有两种,一是 ;二是 。

PWM逆变电路的控制手段主要分为两种：计算法和调制法。调制法分为异步调制和同步调制两种。PWM逆变技术的优势在于能够精确控制输出电压，实现简单的结构设计，并在充电过程中对电流进行精确控制。PWM技术通过调节脉冲宽度来控制输出电压，同时通过改变脉冲的调制周期来调整输出频率。随着电子技术的进步，出现了多种PWM技术，包括相电压控制PWM、脉宽PWM、随机PWM、SPWM、线电压控制PWM等。本文主要介绍的是在镍氢电池智能充电器中应用的脉宽PWM法。这种方法通过等宽脉冲序列实现PWM波形，通过调整脉冲序列的周期来调节频率，通过改变脉冲宽度或占空比来调节电压。适当的控制策略可以使电压和频率同步变化。通过调整PWM周期和占空比，可以实现充电电流的精确控制。这种方法能够协调调压和调频的作用，与中间直流环节无关，从而提高调节速度和动态性能。由于输出为等幅脉冲，只需恒定直流电源供电，因此可以使用不可控整流器替代相控整流器，显著提高电网侧的功率因数。PWM逆变器能够有效抑制或消除低频次谐波，同时由于使用了自关断器件，开关频率大幅提高，输出波形可以非常接近正弦波。

什么是谐波

供电系统中的谐波问题已经存在多年。过去，谐波电流主要由电气化铁路和工业中的直流调速传动装置产生。但近年来，随着非线性负荷设备的增加和种类多样化，谐波问题变得日益严峻。因此，我们需要深入理解谐波的产生、影响及其解决措施。

谐波电流的产生主要源于非线性负荷。在理想情况下，供电系统中的电流和电压为正弦波。然而，在实际中，由于非线性负荷的存在，电流与电压的关系不再线性，从而形成非正弦电流。任何周期性波形都可以分解为基频正弦波和多个谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整数倍，例如，基频为50Hz时，二次谐波为100Hz，三次谐波为150Hz。因此，畸变的电流波形可能包含从二次谐波到高次谐波的成分。

产生谐波的设备类型包括但不限于开关模式电源(SMPS)、电子荧光灯镇流器、直流调速传动装置、不间断电源(UPS)、磁性铁芯设备和家用电器如电视机等。以开关模式电源(SMPS)为例，大多数现代电子设备使用它来替代传统的降压器和整流器，使用可控整流器件直接将电源转换为适合输出的直流电流。然而，这种设备只能提供脉冲电流，含有大量高次谐波成分，对供电系统产生影响。电子荧光灯镇流器在高频工作时能显著提高灯管效率，但其逆变器会在电源电流中产生谐波和噪声。直流调速传动装置通过六脉冲桥式整流电路改变电流波形，产生300Hz的脉动波。不间断电源(UPS)供电的负荷含有大量低次谐波。磁芯设备在励磁电流和磁通密度之间的关系非线性，导致高次谐波产生。

谐波引发的问题主要包括电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器误动作等。电压畸变是因为谐波负荷电流影响供电系统内的电压波形，造成"平顶"波。过零噪声是指电子控制器在检测电压过零点时可能出现的误动作。中性线过热与三相四线式供电系统的不平衡负荷和3N次谐波电流有关。变压器温升过高则与谐波电流通过变压器一次侧流入电网有关。引起剩余电流断路器(RCCB)误动作的原因包括谐波电流导致的电流读数错误和RCCB检测不准确。

解决谐波问题的方法包括装置内和供电电源两方面。在装置内，可以通过将产生谐波的负荷与敏感负荷供电线路分开、使用特定的滤波器、增加中性线截面积和采用Dyn接线变压器等措施。在供电电源方面，可以采用谐波滤波器、隔离变压器和有源谐波调节器等技术。谐波滤波器可以有效降低谐波电流，隔离变压器可以削弱三次谐波电流传回到电源，有源谐波调节器则能主动注入电流精确补偿谐波电流，实现纯粹的正弦波输出。采用这些措施可以有效减少谐波对供电系统和设备的影响，保证电力系统的稳定运行。

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